外源性三价铁离子对SH-SY5Y细胞tau蛋白磷酸化和聚集的影响

[背景]脑内大量的铁沉积可通过氧化应激、神经炎症、线粒体功能异常引发神经元损害.铁沉积与阿尔茨海默病(AD)的病理发生也密切相关,tau蛋白过度磷酸化导致的神经原纤维缠结是AD的重要病理特征之一.[目的]探讨外源性三价铁离子对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)活性及tau过度磷酸化和聚集的影响.[方法]采用Fe3+浓度为10、100、200和400 mg·L?1的三氯化铁(FeCl3)处理SH-SY5Y细胞,通过CCK8法检测细胞存活率.用10和200 mg·L?1染毒24 h,通过普鲁士蓝(Perl's)铁染色法测定胞内铁含量.转染tau-P301L质粒构建tau过表达的AD样细胞模型,10、200 mg·L?1染毒SH-SY5Y细胞及tau过表达的SH-SY5Y细胞24 h后,采用免疫印迹检测磷酸化tau(p-tau)蛋白表达的差异.将磷酸缓冲盐溶液(PBS)稀释后的FeCl3、人源性tauR3及FeCl3和tauR3共同在37℃孵育,通过硫磺素T(ThT)荧光定量法在12、24、36、48、60、72、84和96 h检测荧光强度,反映tau蛋白聚集水平.同时,FeCl3和tauR3共同孵育96 h后,在透射电子显微镜(TEM)下观察tau聚集形成纤维的情况.[结果]FeCl3染毒SH-SY5Y细胞24 h后,各组间细胞存活率的差异有统计学意义(F=8.63,P<0.01).200、400 mg·L?1染毒组细胞存活率分别是对照组的80.1％、68.7％(P<0.05).与对照组细胞相比,胞内铁染色后200 mg·L?1染毒组细胞胞浆主要呈黄褐色,且200 mg·L?1染毒组阳性细胞率增加12.9％(P<0.01).FeCl3染毒SH-SY5Y细胞24 h后,各组间p-tau(Ser396)表达有统计学意义(F=11.6,P<0.01).与对照组相比,200 mg·L?1染毒组p-tau(Ser396)蛋白表达量上调72.7％(P<0.01).FeCl3染毒tau过表达的SH-SY5Y细胞24 h后,各组间p-tau(Ser396)表达有统计学意义(F=27.8,P<0.01).与tau组相比,tau+200 mg·L?1染毒组p-tau(Ser396)蛋白表达量上调44.6％(P<0.05).tauR3和FeCl3共同孵育84和96 h后tauR3+FeCl3组荧光强度比tauR3组增加49.9％和53.7％(P<0.01).TEM下也观察到孵育96 h后,与tauR3组相比,FeCl3+tauR3组聚集加重,且形成tau纤维沉积.[结论]外源性三价铁离子可能抑制SH-SY5Y细胞活性,促进转染tau-P301L质粒的SH-SY5Y细胞tau蛋白磷酸化,且加重了tauR3的聚集和纤维的产生.